前置反硝化UBAF处理城市污水脱氮性能研究

【摘要】：前置反硝化上向流曝气生物滤池(Up-flow Biological Aerated Filter,UBAF)工艺是将传统的A/O原理应用于UBAF工艺的新工艺,可在有效的降解了污废水中的有机污染物的同时,具有良好的硝化脱氮效果。 本试验采用前置反硝化UBAF处理城市污水,研究了前置反硝化UBAF工艺的脱氮性能。分析了不同水力负荷、气水比、回流比、有机负荷、氨氮负荷、温度和pH值以及反冲洗对前置反硝化UBAF工艺的脱氮效果的影响。试验结果表明,前置反硝化曝气生物滤池具有良好的除碳脱氮性能。 前置反硝化UBAF采用接种挂膜法进行挂膜,当出水CODCr及NH_4~+-N的去除率达到75%左右,视为挂膜成功,整个挂膜启动历时20天。前置反硝化UBAF工艺对有机污染物的去除效果显著,对含氮有机污染物去除应用中潜力较大,CODCr平均去除率为90.97%,NH_4~+-N为92.73%,TN为74.52%。出水均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。 在不同水力负荷下,系统对NH_4~+-N和TN的去除效果先上升后下降,水力负荷为1.11m/h时,脱氮效能最好。当气水比为3:1时,TN的去除率最高。适量的增加回流比有利于前置反硝化UBAF系统对NH_4~+-N和TN的去除,回流比为200%时,系统对污染物的平均去除率最好。随着有机容积负荷和NH_4~+-N容积负荷的增加,前置反硝化UBAF总体脱氮性能下降,但整个反应系统具有较强的抗有机容积负荷冲击的能力。温度对滤池的NH_4~+-N和TN效果具有很大的影响,当温度在大于20℃左右时,NH_4~+-N和TN的平均去除率都比较好。 根据进水水质不同,UBAF反应器运行5~7天后需要进行反冲洗。采用气水联合反冲洗,先用气冲,时间约为4min;接着气、水联合反冲洗,水冲洗强度为5~7L(m2·s),气冲强度为13~17L(m2·s),时间约为3min;再用水洗,冲洗时间约为4min。反冲洗对反硝化菌的影响小于对硝化菌的影响。前置反硝化UBAF在运行过程中稳定性较高,反冲洗带来的负面影响较小,处理能力的下降会在短时间内得到恢复。NH_4~+-N和TN的去除效果达到正常值时,均需要9个小时左右。并推导出前置反硝化UBAF反硝化动力学的模型: C e = C0 ?e?kθ,其中k = ?12 .204θ+10.239 【关键词】：上流式曝气生物滤池 前置反硝化 城市污水 脱氮
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 研究背景和意义11-13
• 1.1.1 水体中氮的来源11
• 1.1.2 氮元素污染的危害11-12
• 1.1.3 水体富营养化12-13
• 1.2 生物脱氮技术概况13-17
• 1.2.1 常规的脱氮工艺及存在问题13-14
• 1.2.2 生物脱氮的新理论和新技术研究14-17
• 1.3 曝气生物滤池研究进展17-20
• 1.3.1 BAF 的工作原理18
• 1.3.2 BAF 脱氮技术的发展18-20
• 1.4 前置反硝化UBAF 工艺20
• 1.5 课题的提出及研究内容20-23
• 1.5.1 本课题研究的意义20-21
• 1.5.2 本课题研究的内容21
• 1.5.3 试验技术关键21-23
• 第2章 试验装置与方法23-26
• 2.1 试验装置23-24
• 2.2 滤料24-25
• 2.3 试验水质25
• 2.4 试验的分析项目和方法25-26
• 第3章 前置反硝化UBAF 的启动与处理效能26-35
• 3.1 前置反硝化UBAF 的挂膜26-27
• 3.2 前置反硝化UBAF 启动运行效果27-29
• 3.2.1 挂膜期间对CODCr 的去除效果27-28
• 3.2.2 挂膜期间对NH_4~+-N 的去除效果28-29
• 3.2.3 微生物相观察分析29
• 3.3 前置反硝化UBAF 的处理效能29-34
• 3.3.1 对CODCr 的去除效果29-30
• 3.3.2 对NH_4~+-N 的去除效果30-31
• 3.3.3 对TN 的去除效果31-33
• 3.3.4 对浊度的去除效果33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 前置反硝化UBAF 空间特性变化及脱氮机理研究35-42
• 4.1 前置反硝化UBAF 空间特性的变化35-38
• 4.1.1 CODCr 沿滤层高度的变化35-36
• 4.1.2 NH_4~+-N 沿滤层高度的变化36-37
• 4.1.3 TN 及含氮化合物沿滤层高度的变化37-38
• 4.2 前置反硝化UBAF 反应器脱氮机理研究38-41
• 4.2.1 硝化机理39
• 4.2.3 反硝化机理39-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响因素研究42-62
• 5.1 水力负荷对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响42-46
• 5.1.1 水力负荷对CODCr 和NH_4~+-N 的去除效果的影响42-44
• 5.1.2 水力负荷对TN 的去除效果的影响44-46
• 5.2 气水比对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响46-49
• 5.2.2 气水比对CODCr 和NH_4~+-N 的去除效果的影响46-47
• 5.2.3 气水比对TN 的去除效果的影响47-49
• 5.3 回流比对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响49-53
• 5.3.1 回流比对CODCr 和NH_4~+-N 的去除效果的影响49-51
• 5.3.2 回流比对TN 的去除效果的影响51-53
• 5.4 有机负荷对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响53-55
• 5.4.1 有机负荷对NH_4~+-N 的去除效果的影响53-54
• 5.4.2 有机负荷对TN 的去除效果的影响54-55
• 5.5 氨氮负荷对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响55-58
• 5.5.1 氨氮负荷对系统NH_4~+-N 的去除效果的影响56
• 5.5.2 氨氮负荷对系统TN 的去除效果的影响56-58
• 5.6 温度对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响58-60
• 5.6.1 温度对NH_4~+-N 去除的影响58-59
• 5.6.2 温度对TN 去除的影响59-60
• 5.7 pH 对前置反硝化UBAF 脱氮性能的影响60
• 5.8 本章小结60-62
• 第6章 前置反硝化UBAF 的反冲洗特性的研究62-68
• 6.1 反冲洗理论62-63
• 6.2 反冲洗周期63
• 6.3 反冲洗强度与反冲洗时间的确定63-64
• 6.4 反冲洗后前置反硝化UBAF 脱氮效果的恢复64-67
• 6.4.1 反冲洗后对去除CODCr 的恢复64-65
• 6.4.2 反冲洗后对去除NH_4~+-N 的恢复65-66
• 6.4.3 反冲洗后对去除TN 的恢复66-67
• 6.5 本章小结67-68
• 第7章 前置反硝化UBAF 反硝化动力学研究68-77
• 7.1 反硝化的传质过程分析68-69
• 7.2 反硝化动力学模型69-72
• 7.3 试验条件下反硝化动力学模型的结果72-73
• 7.4 动力学常数的确定73-75
• 7.5 前置反硝化UBAF 反硝化动力学模型的验证75-76
• 7.6 本章小结76-77
• 结论77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85
• 作者简介85-86
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文86
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目86-87

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